接枝细胞材料对照组（14篇）接枝细胞材料对照组 表面接枝不同分子量聚乙二醇的聚氨酯材料的抗粘附性能研究 许德秋;关雅元;刘畅;蒋雨辰;张吉亚;罗建斌 【摘要】通过利用聚多巴胺与下面是小编为大家整理的接枝细胞材料对照组（14篇）,供大家参考。
篇一：接枝细胞材料对照组
表面接枝不同分子量聚乙二醇的聚氨酯材料的抗粘附性能研究
许德秋;关雅元;刘畅;蒋雨辰;张吉亚;罗建斌
【摘要】通过利用聚多巴胺与氨基基团的共价反应,将不同分子量的氨基聚乙二醇单甲醚(mPEG-NH2)固定于聚氨酯(PU)材料表面,并系统地研究了不同分子量聚乙二醇修饰的聚氨酯材料表面的抗粘附性能.实验中采用了三种不同分子量的氨基聚乙二醇单甲醚,分别是分子量1000、2000和5000.对修饰后的材料表面进行的X射线光电子能谱测试及静态接触角测试证实了不同分子量的聚乙二醇成功地接枝于聚氨酯材料表面.通过对材料表面在不同时间段抗金黄色葡萄球菌粘附效果的分析,以及抗血小板粘附测试,系统地探讨了聚乙二醇分子量的不同对所修饰材料表面抗粘附效果的影响.并针对由分子量2000与5000的聚乙二醇修饰的材料表面进行了抗细菌生物膜测试.
【期刊名称】《西南民族大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2016(042)006
【总页数】8页(P646-653)
【关键词】聚乙二醇;抗粘附;聚多巴胺;聚氨酯
【作者】许德秋;关雅元;刘畅;蒋雨辰;张吉亚;罗建斌
【作者单位】西南民族大学化学与环境保护工程学院,四川成都;西南民族大学化学与环境保护工程学院,四川成都;西南民族大学化学与环境保护工程学院,四川成都;西南民族大学化学与环境保护工程学院,四川成都;西南民族大学化学与环境保护工程学院,四川成都;西南民族大学化学与环境保护工程学院,四川成都
【正文语种】中文
【中图分类】O63;O318.08
在自然环境中，各种微生物的生长与物质表面息息相关.附着在材料表面的微生物常常聚集生长，并相互联结产生细胞外聚合物，从而形成细菌生物膜.在生物环境中，细菌生物膜中的细菌对于抗菌药物有着更强的抵抗能力，使得其常常引发各种健康问题，造成经济损失GILBERTP，DASJ，FOLEYI.Biofilmsusceptibilitytoantimicrobials.JournalofHospitalInfection，1988，11(3):253-262..JournalofFoodProtection©，2003，66(8):1432-1438..JournalofDairyScience，1998，81(10):2765-2770..Macromolecules，1998，31(15):0..BiochimicaetBiophysicaActa(BBA)Biomembranes，1997，1326(2):236-248..JournalofBiomedicalMaterialsResearch，2002，60(3):502-509..JournalofBiomedicalMaterialsResearch，1991，25(12):1547-1562..Macromolecules，2008，41(13):4817-4823..JournalofBiomedicalMaterialsResearch，2001，56(3):406-416..Langmuir，2003，19(17):6912-6921..Science，2007，318(5849):426-430.
篇二：接枝细胞材料对照组
改性后的骨形态发生蛋白-2聚乳酸纳米微球缓释系统促进下颌骨缺损修复的研究
罗菲;卢来春;曾勇;赵智亮;祝金香;张纲
【摘要】目的探讨改性后聚乳酸(PLA)包裹骨形态发生蛋白-2(BMP-2)制备的纳米微球缓释系统对兔下颌骨缺损的修复效果.方法将PLA进行接枝聚合反应改性后,应用超声乳化法制备PLA纳米微球(PLA-Ns)、BMP-2-PLA纳米微球(BMP-2PLA-Ns)凝胶.将45只家兔随机分为3组:空白组、PLA-Ns凝胶组(对照组)、BMP-2-PLA-Ns凝胶组(实验组),建立骨缺损动物模型,对照组植入PLA-Ns凝胶,实验组植入BMP-2-PLA-Ns凝胶,空白组不予特殊处理.术后第1、2、4周处死家兔,截取缺损区颌骨段,进行影像学、苏木精-伊红(HE)染色、PCNA免疫组织化学染色观察.结果影像学观察可见:实验组骨缺损区修复良好,阴影不明显,修复效果好于对照组和空白组.HE染色观察可见:实验组和对照组有大量新生血管和继发性骨痂形成,实验组骨痂比例明显高于对照组和空白组.免疫组织化学观察可见:第1、2周,实验组PCNA阳性软骨细胞多于对照组和空白组；第4周,各组PCNA阳性细胞均罕见,PCNA阳性细胞检出率低于第1、2周.结论BMP-2-PLA-Ns缓释系统能明显促进下颌骨缺损修复.
【期刊名称】《华西口腔医学杂志》
【年(卷),期】2013(031)002
【总页数】4页(P154-157)
【关键词】聚乳酸;骨形态发生蛋白;下颌骨;骨缺损;修复
【作者】罗菲;卢来春;曾勇;赵智亮;祝金香;张纲
【作者单位】第三军医大学新桥医院口腔科,重庆;第三军医大学大坪医院药剂科,重庆;第三军医大学新桥医院口腔科,重庆;第三军医大学新桥医院口腔科,重庆;第三军医大学新桥医院口腔科,重庆;第三军医大学新桥医院口腔科,重庆
【正文语种】中文
【中图分类】R782.2
因肿瘤、外伤等造成的颌骨缺损修复一直是外科医生的一个难题。目前临床上所运用的修复方法都有着不同的局限性，探索更好的骨缺损修复方法是研究的热点。骨形态发生蛋白-2（bonemorpho-geneticprotein-2，BMP-2）在体内能够诱导新骨的形成，在体外对人骨髓基质细胞有强烈的骨诱导活性，能够诱导间充质干细胞增殖分化为成骨细胞，并由诱导性骨细胞向确定性骨细胞转化报道BMP/磷酸三钙植入肌肉内其诱导的新骨量比单用BMP大12倍，表明BMP借助载体缓慢释放，不断作用于靶细胞，诱导形成新骨。虽然有动物研究证实，经肌肉给予BMP诱导新骨形成是可行的，但是这种治疗有潜在的风险，如细胞因子持续高浓度表达有可能引发细胞分裂失控，机体组织有恶变的危险将BMP-2经皮注射促进骨缺损修复，同样发现BMP有明显成骨作用。目前研究的热点是将BMP-2与载体复合，组成释放系统来促进骨缺损修复。Young等.MolTher,2010,18（5）：1026-1034..UltrasoundMedBiol,2009,35（10）：1629-1637..AnnBiomedEng,2010,38（1）：77-87.
篇三：接枝细胞材料对照组
肝素杂化材料的制备及抗凝血性质的初步研究
宋玉民;缐萍;李清萍;张玉梅;马新贤;张强;王怡云
【摘要】以甲苯二异氰酸酯(TDI)中的-NCO基与纳米金属氧化物表面的羟基发生反应,得到改性纳米金属氧化物,并使其与肝素钠(Heparin)进行接枝反应生成肝素杂化材料,结合红外、热重、扫描电镜(SEM)等表征方法,确定纳米金属氧化物确实接枝到了肝素钠的表面.通过对体外凝血时间和复钙时间的测定,来初步研究肝素杂化材料的抗凝血性质.结果表明:肝素杂化材料的抗凝血时间和复钙时间均比肝素钠的要短,表明它的抗凝血性比肝素钠的抗凝血性要弱一些;但比纳米金属氧化物和空白组的抗凝血时间和复钙时间要长,说明肝素杂化材料的抗凝血性与其相比则有明显的提高.%Heparinhybridmaterialswereobtainedbythegraftingreactionofheparinandmodifiedmetaloxidenanoparticles,whichweresynthsizedbythereactionbetweentheTDIsNCOgroupandthehydroxylgrouponthesurfaceofnanometaloxides,andcharacterizedbyinfraredspectra,thermogravimetry,scanningelectronmicroscopy(SEM).Theanticoagulanteffectofhybridmaterialswerestudiedbythemeasurementsofcoagulationtime(CT)andrecalcificationtime(RT).Theresultsshowedthatnanometaloxideswereindeedgraftedontheheparin.Comparedtoheparin,thecoagulationtimeandrecalcificationtimeofheparinhybridmaterialsisshorter,butlongerthanthecorrespondingnanometaloxidesandcontrolgroup.Inconclusion,theheparinhybridmaterialsweresuccessfullyprepared,andcanshortenanti-coagulationtimeofheparin,prolonganti-coagulationtimeofnanometaloxides.
【期刊名称】《无机化学学报》
【年(卷),期】2011(027)004
【总页数】6页(P631-636)
【关键词】TDI;纳米金属氧化物;肝素;复钙时间;抗凝血性
【作者】宋玉民;缐萍;李清萍;张玉梅;马新贤;张强;王怡云
【作者单位】西北师范大学化学化工学院,兰州;西北师范大学化学化工学院,兰州;西北师范大学化学化工学院,兰州;西北师范大学化学化工学院,兰州;西北师范大学化学化工学院,兰州;甘肃省肿瘤医院,兰州;甘肃省肿瘤医院,兰州
【正文语种】中文
【中图分类】O614.121;O614.81
肝素是一类常用的抗凝血药物，它是因从动物的肝脏中提取而得名的，肝素是一种多糖，作为预防和治疗血栓的药物，它应用于临床已经有70多年了NiersTMH,KlerkCPW,DiNisioM,etal.Crit.Rev.Oncol.Hemat.,2007,61:195-207JIANGZhen-Ju(蒋珍菊),WANGZhou-Yu(王周玉),etal.Chem.Biol.Eng.,2008,12(25):57-59WANGXin(汪信),LULu-De(陆路德).ChineseJ.Inorg.Chem.,2000,16(2):213-217TangEJ,ChengGX,MaXL.PowderTechnol.,2006,161:209-214YUANXiao-Fang(袁晓芳),LÜZhi-Pin(吕志平),LIFu-Xiang(李福祥),etal.J.TaiyuanUniv.Technol.(TaiyuanLigongDaxueXuebao),2002,33(6):660-662SHIFeng(石峰),JISheng-Li(姬胜利),CHIYan-Qing(迟延青),etal.Chin.J.Biochem.Pharm.,2003,24(2):101-104。据此推断，本文中样品表面接枝纳米颗粒后，表面肝素暴露密度不会对内皮细胞的行为产生明显影响。血小板的粘附与激活行为将直接影响到表面血栓的形成。样品表面血小板粘附的SEM图如图5所示。由SEM结果(图5)可看出，SS与DM表面粘附了大量血小板，且血小板有大量伪足伸出，部分血小板甚至出现铺展形态，血小板之间团聚现象明显，这表明表面血液相容性差，在体内有引发血栓形成的风险。而DM-NP和DM-NPV改性的表面血小板数量均明显降低，粘附的血小板呈圆形，几乎无伪足伸出现象和铺展形态，说明表面粘附的血小板未激活。又从图6中APTT检测结果可以看出，PPP、SS及DM样品的APTT值相差不大，均在38s左右；而DM-NP的凝血时间达到85s左右，DM-NPV凝血时间达到100s左右、较DM-NP凝血时间更长，表明接枝纳米颗粒的表面凝血时间得到明显延长，通常在临床上使用肝素时APTT值较对照样延长1.5～2.5倍具有较好的抗凝效果。因此，由以上结果可以看出经过纳米颗粒改性的表面能够有效抑制血小板粘附与激活、显著延长凝血时间，具有良好的抗凝性。
为了进一步评价样品表面的持续性抗凝效果，本文选择将纳米颗粒改性的样品与对照样浸入无菌PBS溶液中，在37℃恒温条件下，摇床震荡5和15d后取出，并进行血小板粘附实验，以评价其表面血液相容性的变化。实验结果如图7所示，浸泡之前，SS与DM表面粘附的血小板数量较多，且大量聚集，而接枝纳米颗粒的DM-NP与DM-NPV表面血小板数量明显减少，没有出现聚集现象。从图7可知，浸泡5与15d后，SS与DM表面均粘附大量血小板，且血小板呈严重聚集状态，血小板被激活，因此抗凝效果仍然很差。但是，表面接枝纳米颗粒的DM-NP与DM-NPV样品表面，粘附的血小板数量明显减少，未出现团聚现象，呈现良好抗凝效果。该结果表明，接枝肝素-PLL纳米颗粒的表面，在PBS中浸泡15d后仍然具有较好抗凝效果，同时，纳米颗粒装载VEGF后，其持续抗凝效果未受影响。在抑制血小板粘附与激活的基础上，理想的支架材料表面还应具有促进表面内皮化的能力，即促进表面内皮再生。图8为血管内皮细胞在接枝纳米颗粒前后的样品表面种植1，3及5d后的结果，由图8可见，培养1d后，内皮细胞在表面铺展良好，CCK-8检测结果也表明各样品表面细胞增殖活性相当；培养3d后，SS、DM及DM-NPV表面细胞数量都有一定程度的增加，铺展呈现铺路石形态，表现出较好的活性，但是DM-NP表面细胞数量虽有一定程度增加，但是形态较差；培养5d后，样品表面细胞数量均明显增加，并且DM-NPV表面细胞长成了1层致密的细胞层，而对照样SS与DM表面细胞增值不明显，表明VEGF能够较好地促进内皮细胞增值与铺展。2.3.2接枝纳米颗粒表面对内皮细胞活性的影响表面接枝纳米颗粒后，能够较好促进细胞铺展(图8)，但细胞活性直接影响内皮细胞的增殖与功能，从而影响内皮再生。本文进一步进行了样品表面内皮细胞增殖活
性，如图9所示。在培养1d时，接枝纳米颗粒的样品表面细胞活性不及SS与DM表面；培养至3d时，各样品表面细胞活性都得到明显增加，但是DM-NPV表面仍与对照样相差不大；而培养至5d时，SS与DM表面细胞活性相对3d无明显差别，但是接枝纳米颗粒的表面细胞活性明显增加，DM-NPV表面细胞活性明显高于DM-NP表面，这表明纳米颗粒对细胞有一定的调控作用，并且VEGF能够较好促进内皮细胞增殖，这与文献报道相符合。血凝块形成不仅为骨细胞向种植体表面迁移提供桥梁，而且血凝块中血小板激活后释放生长因子，如血小板源性生长因子、转化生长因子、胰岛素样生长因子等，研究表明，生长因子在骨组织中高度表达.PlastReconstrSurg,2002,110(1):139-148.JAmChemSoc,2013,135(47):-.Nanomedicine(Lond),2011,6(5):793-801.JRSocInterface,2014,11(95):169-174.Biomaterials,2007,28(6):966-974.中国组织工程研究，2015，19(45):7320-7324.OBJECTIVE:Toexplorethefeasibilityofcombiningbonemarrowmesenchymalstemcellsandnewnerveconduitstorepairperipheralnervedefects.METHODS:FiftyNewZealandwhiterabbits,cleangrade,wererandomlydividedintoexperimentalgroupandcontrolgroup,with25rabbitsineachgroup.Animalmodelsofperipheralnervedefectsweremadeabout15mmdistanttothemiddlesegmentoftheradiusoftherabbitforeleg.At1weekaftermodeling,bonemarrowmesenchymalstemcells/newnerveconduitcompositematerialwasimplantedintothedefectintheexperimentalgroup;andinthecontrolgroup,onlybonemarrowmesenchymalstemcellsweretransplantation.At4weeksaftertransplantation,a5-mmnervefiberwastakenfromthedefectsite,stainedwithhematoxylin-eosinandobservedunderscanningelectronmicroscope.Densityanddiameterofregeneratednervefiberswerecomparedbetweenthetwogroups.RESULTSANDCONCLUSION:Comparedwiththecontrolgroup,thedensity
ofnervefiberswassignificantlyhigherintheexperimentalgroup,butthediameterofnervefiberswassignificantlylower(P＜0.05).Thereweremorecellswithgoodgrowth,largesizeandmanyprocessesonthesurfaceofregeneratednervetissuesintheZhuDe-zhi,Attendingphysician,DepartmentofOrthopedics,MudanPeople'sHospitalofHezeCity,Heze,ShandongProvince,ChinaZhuDZ,WangBM.Combiningbonemarrowmesenchymalstemcellswithnewnerveconduitsforrepairofperipheralnervedefects.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2015;19(45):7320-7324.每年约有50万人因创伤导致周围神经损伤，患者功能恢复较差，部分患者完全丧失劳动能力，给社会和家庭带来巨大的经济负担。周围神经组织缺损通常由于严重创伤、感染以及肿瘤因素引起神经组织失去连续性，使得机体生理功能无法得到正常运转，对人体的健康造成了严重危害。周围神经缺损的修复与重建是目前国际性的难题，临床治疗的金标准是自体神经移植，但存在供者来源有限、供区感觉及运动功能受损等弊端NakaoN,NakayamaT,YahataT,etal.Adiposetissue-derivedmesenchymalstemcellsfacilitatehematopoiesisinvitroandinvivo:advantagesoverbonemarrow-derivedmesenchymalstemcells.AmJPathol.2010;177(2):547-554.。良好生物相容性、骨诱导能力和可控的生物降解性以及可起到一定支撑作用的机械强度是理想的仿生细胞外基质材料必须具备的条件
。仿生骨修复材料
选择过程中，采用的生物材料均需要有可控的降解材料，以防止其在体内环境中发生不可控降解而导致材料的提前分解或推迟降解，从而导致体内生物材料的作用失效。生物材料可作为药物或生物活性因子的理想载体，随着材料的降解逐渐释放，也可作为组织工程支架材料促进组织修复和愈合，其降解终产物可通过体内运输排出体外。改性聚乳酸材料中含有大量酯键、酰胺键等容易降解的结构，在降解过程中，材料的分子结构在发生变化，分子结构中含有的化学键（如酯键、酰胺键等）可能会断裂，从而产生许多分子量小的物质，这些物质在生物体内若不能及时排出，可能会影响周围环境，可能导致材料的细胞相容性发生变化。因此，本文对该改性聚乳酸材料的降解性能进行具体研究，以证明该材料的降解可控性，适用于仿生骨修复材料领域。聚乳酸材料与水性介质接触初期，其表面最先与水性介质接触并吸收水分子，而因表面吸收了大量水分子使材料表面和内部产生浓度差，这段时间避免了材料内部与水性介质接触，从而不会影响聚乳酸内部的化学结构。所以，在聚乳酸与水性介质接触的初期材料所处介质pH并未发生变。但随着聚乳酸材料与水性介质接触的时间增加，水性介质逐渐渗入材料内部，与聚乳酸材料内部结构接触使其酯键发生水解，产生大量水解酸性产物，导致介质的pH值逐渐降低,但由
于材料在这个阶段接触到的水性介质有限，其分子链水解部位较少，导致释放出的水解产物量较少，因此，介质pH值下降缓慢。随着降解时间增长材料与水性介质接触更充分，材料分子链水解部位增加，从而使水性介质中酸性基团（如–COOH）量不断增加，同时由于酸性溶液对聚乳酸材料的降解有一定的催化作用即产生自催化降解，因而使聚乳酸改性材料降解速率加快，导致聚乳酸材料与水性介质接触后期pH值下降速度很快。由于在聚乳酸材料中引入的OGP（10-14）中的碱性基团（-NH2和-NH-等）可中和聚乳酸降解过程中产生的部分酸性物质，使材料在水介质中的酸致自催化降解的能力减弱，即使聚乳酸材料的降解得到了有效的控制。
3.4本章小结
本实验通过对MPLA和OGP（10-14）-MPLA两种材料的分子量测定、静态水接触角、吸水率和降解性能等理化性能进行测定和比较，得到如下结果：（1）静态水接触角测定结果表明：OGP（10-14）-MPLA的静态水接触角比MPLA改性聚乳酸材料的接触角小。材料表面的静态水接触角越小，水对材料表面润湿效果越好，材料亲水性越好，所以OGP（10-14）-MPLA亲水性高于MPLA。（2）吸水率测定结果表明，OGP（10-14）-MPLA的吸水率为12.60%，高于MPLA改性聚乳酸材料的吸水率9.41%。材料吸水率越高，说明材料亲水效果越好，即亲水性更好，所以根据材料的亲水性和接触角的测定结果分析得出OGP
（10-14）
-MPLA亲水性较好，即通过引入活性多肽OGP（10-14），提高了改性聚乳酸
材料的亲水性。（3）降解实验测定结果表明，与MPLA相比，OGP（10-14）-MPLA在降解过程中水溶性介质的pH值始终高于MPLA，水性介质pH值变化速率也相对稳定。这证明由于活性多肽OGP（10-14）的引入使改性材料的降解体系发生了变化，OGP
（10-14）
-MPLA具有可控的降解性能。
4成骨生长肽改性聚乳酸材料的细胞相容性研究
4.1前言
体外细胞实验是评价新型材料安全性和生物学功能以用于临床前研究的第一步。本研究主要考察改性聚乳酸材料对骨细胞生物学行为的影响，成骨细胞为骨细胞在组织工程中骨修复和骨重建的种子细胞，且在骨形成过程中为最重要的
功能细胞。因此，在体外实验中，本研究主要通过对成骨细胞在仿生改性聚乳酸材料表面的粘附、铺展等一系列细胞生长过程情况来判断改性聚乳酸材料的细胞相容性和促成骨功能。本章将MPLA和OGP（10-14）-MPLA作为基底材料，将成骨细胞接种到基底材料表面模拟生物体内环境进行培养，并观察成骨细胞在基底材料上的粘附和铺展状况，测定细胞增殖、分化和矿化情况。
4.2实验部分
4.2.1主要材料和设备
MPLA：自制，重均分子量1.23×105OGP（10-14）-MPLA：自制，重均分子量1.05×105聚四氟乙烯(PTFE)平板：自制DMEM干粉培养基:胰蛋白酶:PBS试剂:胎牛血清:美国GIBCO公司美国GIBCO公司北京中杉金桥生物技术有限公司美国GIBCO公司美国康宁公司
25ml细胞培养瓶（带滤膜）:CCK-8溶液:TritonX-100:
碱性磷酸酶检测试剂盒：南京建成生物工程研究所中国碧云天生物技术研究所分析纯,重庆东方化学试剂厂瑞士Fluka公司四氢呋喃，醋酸钠，醋酸:
罗丹明标记的鬼笔环肽：美国Sigma公司BCA试剂盒：北京康威世纪生物科技有限公司茜素红S：美国AlfaAesar公司75%医用乙醇：分析纯，重庆东风化学试剂厂4%戊二醛：分析纯，重庆东风化学试剂厂青霉素链霉素混合溶液：美国Sigma公司超净工作台:YJ-875型,苏州净化设备厂GI2-2型，美国SHELLAB公司IX71型,日本OlympusCorporation公司三气细胞培养箱:倒置相差显微镜:数码相机:酶标仪:离心机:
激光共聚焦显微镜：LSM510META，德国CarlZeissJena公司C5050型，日本OlympusCorporation公司Model550型,美国TCL-6C型,上海安亭科学仪器厂
真空干燥箱：DZF-6020型，上海中友仪器设备有限公司
实验室PH计：FE20漩涡混合器:
梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司上海宜昌仪器纱筛厂
电子恒温不锈钢水浴锅：HHS-2S
FzQ型,江苏泰县医疗器械厂
24/96孔细胞培养板：武汉博士德生物工程有限公司移液枪：德国Eppendorf公司圆形盖玻片：重庆北碚玻璃仪器厂
4.2.2功能聚乳酸材料薄膜的制备
分别称取等量的MPLA和OGP（10-14）-MPLA材料溶解到一定量四氢呋喃中过夜，使材料浓度为40mg/mL。用0.22um过滤器过滤溶液，将直径为14mm的洁净圆形盖玻片放在聚四氟乙烯板上，再用移液枪分别取50μL过滤后溶液，缓慢滴到盖玻片上，使溶液均匀的涂满整个盖玻片，盖上培养皿，放于室温下挥发48h，待材料在盖玻片上均匀成膜后，再将铺有材料膜的盖玻片放在真空干燥箱中干燥24h，待四氢呋喃挥发完全后，将干燥好的两种聚乳酸改性材料样品膜放在紫外线下照射30min灭菌，分别取4片铺有MPLA膜和OGP（10-14）-MPLA膜的圆形盖玻片置于24孔板中，放于超净工作台中，备用。
4.2.3成骨细胞的培养
本实验取1-3天龄SD大鼠的乳鼠颅盖骨成骨细胞进行原代培养，待成骨细胞覆盖80%的培养瓶底部后，采用差速黏附法进行细胞纯化并将成骨细胞传代培养，将培养的3-6代成骨细胞进行细胞相容性实验。
4.2.4成骨细胞在改性聚乳酸材料上的形态观察
将成骨细胞以1×104/孔的密度接种到由2.2.2制备得到的孔内分别放有两种聚合物膜的24孔板中，使细胞悬液均匀的铺满整个盖玻片，在超净工作台中放置5min后，向孔板中加入完全培养基DMEM，放于细胞培养箱中培养，分别取在两种材料膜上培养4h和24h后的细胞，利用倒置显微镜观察两种聚合物膜上培养的细胞形态，并拍照记录。
4.2.5成骨细胞在改性聚乳酸材料上的粘附和铺展
将成骨细胞以1×104/孔的密度接种到分别铺有两种聚合物膜的24孔板中，在细胞培养箱中培养24h后，取出24孔板，吸去培养液，用PBS缓冲液洗24孔板中材料膜上残留培养基5min，重复清洗孔板3次，在室温条件下，加入免疫染色固定液固定细胞30min，吸出液体，用PBS缓冲液洗5min×3次。再加
入0.25%TritonX-100裂解10min破膜，吸去TritonX-100溶液，用PBS缓冲液洗5min×3次。向铺有两种材料膜的24孔板每孔加入5%的牛血清白蛋白（BSA）封闭液封闭放置1h，吸出BSA废液，用PBS缓冲液洗5min×3次，在避光条件下，加入浓度为5U/mL的罗丹明标记的鬼笔环肽，放在4℃避光环境下孵育过夜，吸出染液，用PBS缓冲液洗5min×3次，加入0.01%的DAPI溶液室温下染色10min，吸出染液，PBS缓冲液洗5min×3次，再用95%甘油封片。将处理好细胞放于激光共聚焦显微镜下观察，拍照记录。
4.2.6成骨细胞在改性聚乳酸材料上的增殖能力
将成骨细胞以1×104/孔的密度接种到分别铺有两种材料膜的24孔板中，共分为五组培养（即培养2、4、6、8、10天），每组样品各取4个平行样，取出需检测细胞培养时间组24孔板，吸出24孔板中的培养液，用PBS缓冲液清洗5min×3次，再向24孔板每孔中分别加入无血清培养液200µL和20µLCCK-8检测液，在37℃培养箱中孵育2小时后，将样品各吸取200µL至96孔板中
.Biomaterials,2002,23(12):2607-2614..InternationalJournalofPharmaceutics,2008,364(2):298-327..ChineseChemicalLetters,2004,15(5):521-524..InternationalJournalofPharmaceutics,2008,364(2):298-327..ChinChemLett,2004,15(5):521-524..U.S.A:R.G.LandsCompany,1997.ZhuoLL,ZhangCL,GuJH.ZhongguoShouyiXuebao.2009;29(6):.卓丽玲,张春岭,顾建红.钙对体外培养大鼠成骨细胞增殖分化及细胞周期的影响.中国临床药学杂志,2000,9(1):58-60.ShiZ,NeohKG,KangET,etal.SurfaceFunctionalizationofTitaniumwithCarboxymethylChitosanandImmobilizedBoneMorphogeneticProtein-2forEnhancedOsseointegration.Biomacromolecules.2009;10(6):1603-1611.。早期使用的高分子聚乙烯是由乙烯气体聚合形成的大分子碳链聚合物,医用等级的聚乙烯一般采用20～40kGy辐射剂量进行伽马辐射灭菌。伽马辐射灭菌法可以使分子链相互交联,增加材料的耐磨性,但同时会导致自由基产生,灭菌后的材料暴露在空气中或体内使用时自由基的氧化会使得材料的力学性能下降收集了髋关节置换术后随访至少5年的病例,对股骨头穿透率(femoralheadpenetration)进行加权平均分析,证实了HXLPE衬垫的股骨头穿透率低于传统的超高分子聚乙烯,并且发生骨质溶解的风险下降了87%。GlynJones等。另外,材料磨损产生的磨损颗粒与骨质溶解以及移植物松动紧密相关,而高交联的UHMWPE产生的磨损颗粒数量较传统UHMWPE少且颗粒体积较小,可能有利于减少骨质溶解的发生,但在术后回收的退火加工的UHMWPE材料的衬垫边缘观察到了氧化以及边缘分层,说明再融化的方式未能彻底将氧化降解以及力学退化的问题同时解决。连续辐射和退火循环工艺的采用以及将维生素E引入制作过程在改进材料的抗氧化性的同时保持了其良好的耐疲劳性和耐磨性,使得第二代高交联聚乙烯应运而生。辐射剂量决定交联密度从而影响到材料的耐磨性能,通过调节交联中维生素E的添加浓度和辐射剂量,使得材料的耐磨性能与抗氧化能力两者达到一个平衡点;另一种是在UHMWPE接受辐射之后再将维生素E扩散到材料中,该方法避免了对聚合物交联的影响,且维生素E的添加量不再受制于交联密度,但在加入维生素E之前的辐射和储存过程中会有氧化反应发生,并且添加完成后需再通过均化作用这一步骤使材料获得充分均匀的抗氧化性能。与融化处理的UHMWPE相比,添加维生素E的UHMWPE抗氧化性得到提升,耐磨性未受损且耐疲劳性得到改善通过力学实验证实了维生素E扩散的第二代高交联聚乙烯的疲劳强度优于单纯的第二代高交联聚乙烯,并且通过兔、犬动物试验发现加入聚乙烯中的维生素E浓度并不会对假体周围组织造成毒性反应或引起炎症。小鼠颅骨模型试验也证实了维生素E的加入不会加重骨质溶解以及引起炎性反应。目前尚无维生素E在关节假体应用中引起不良事件的报道。骨科缝线中的应用1979年荷兰DSM公司通过凝胶纺丝法制备了高强度高弹性模量的超高分子聚乙烯纤维。目前,超高分子聚乙烯纤维的工业生产已经十分成熟,是世界三大高科技纤维(碳纤维、芳纶和超高分子量聚乙烯纤维)之一,也是世界上最坚韧的纤维。其凭借出色的力学性能、质量轻等优点逐渐被应用于骨科缝线。UHMWPE目前在半月板撕裂伤缝合、肩袖修复术、接骨术中都有应用,其作为缝线的力学优越性已在许多实验中得到证实。Kenichi等曾报道在脊柱融合术中使用UHMWPE纤维缆绳将金属棒固定在骨上,其静态极限抗拉强度、疲劳强度、耐磨性均优于钛缆、钢缆、钢丝。另外,UHMWPE纤维缆绳可制成条带状,这有利于术中需要的捆绑固定效果,同时也可减少对骨的局部应力。Anderson等使用体外牛内侧半月板做前后垂直2cm切口,再用不同的2号缝线水平缝合后做生物力学测试,4种缝线分别为单纯UHMWPE、UHMWPE+聚酯、UHMWPE+PDS、单纯聚酯,结果发现单纯UHMWPE和UHMWPE+PDS最大破坏载荷高于UHMWPE+聚酯和单纯聚酯。人工韧带中的应用前交叉韧带运动损伤是膝关节常见疾病,主要通过自体、异体肌腱移植和人工韧带重建进行治疗。由于自体及异体肌腱移植术后愈合时间长、取材部位损伤、疾病传播、数量有限等原因,20世纪70年代起人工韧带开始受到关注。但早期临床随访结果发现人工韧带移植物重建前交叉韧带术后只有30%～60%的成功率,重建术后韧带伸长、断裂、骨道扩大、磨损颗粒产生及滑膜炎等并发症的出现使得人工韧带临床应用效果及价值受到质疑,并在20世纪90年代逐渐被人们淘汰对38例平均年龄25.5岁的手术患者进行平均12～18个月的随访发现,30例患者依然有疼痛和关节不稳的情况,术后3～12个月就有6个患者出现韧带假体断裂,进一步力学研究也证明棒状UHMWPE屈服强度、蠕变以及抗疲劳性能都不符合人体前交叉韧带的力学要求。一项以UHMWPE纤维编织的人工韧带为实验组,骨-髌腱-骨自体移植物为对照组的术后14年的随访研究发现,两组术后的主观评分(Tegner评分和Lysholm评分)与客观检测(体格检查和KT1000测量)无明显差异,证明了UHMWPE纤维作为人工韧带编织原料的可行性将UHMWPE线编织成网状后包裹聚乙烯醇(polyvinylalcohol,PVA)凝胶纤维编织成的核心制备UHMWPE/PVA人工韧带。PVA凝胶不可降解且具有良好的生物相容性,能够在接触面形成一层水膜起到润滑作用以降低摩擦系数,UHMWPE网状结构的加入弥补了PVA凝胶制成的纤维制备的人工韧带的刚度、极限应变、抗疲劳性和伸长率上的缺陷。UHMWPE在骨科应用中的基础研究进展膝关节、髋关节置换术后,UHMWPE材料所制作的衬垫与金属或陶瓷配合端面磨损产生的数以亿计的次微米的磨损颗粒会引起破骨细胞吸收骨质,导致假体周围骨质溶解及假体松动。用于关节假体的复合材料不仅要求耐磨性的增强,同时也对复合材料的生物相容性和力学性能要求较高。目前研究较多是多壁纳米碳管/UHMWPE复合材料。多壁纳米碳管具有限制UHMWPE老化降解的能力,实验发现随着加入的纳米碳管浓度增加,复合材料中检测到的自由基密度逐渐减小,证实了纳米碳管具有自由基清除能力。等离子处理通过电化学沉积、物理气相沉积等技术在材料表面制备硬质涂层或直接改变材料表面性能,可提高材料的抗磨损能力。Xie等。Marchiori等。Preedy等采用紫外光照射接枝的方式在聚乙烯材料表面接枝仿细胞膜结构的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(polymer2methacryloyloxyethylphosphorylcholine,PMPC)仿生超润滑膜,髋关节运动模拟实验发现其磨损量及产生的磨损颗粒大小都有所下降,并且材料的亲水性得到改
善。紫外辐照接枝所得的PMPC膜厚度大约为0.4～6μm,以Tris缓冲液作为润滑剂,室温、2.5N负荷、滑行距离为4mm条件下与凸面玻璃(曲率半径25.9mm,表面粗糙度0.2nm)进行摩擦试验,发现PMPC膜层可持续约9h。与此类似方法接枝聚偏氟乙烯{。此外,通过织构化处理使得材料分子链重新排列可以实现力学的优化。织构化处理的方法有多种如冷挤压、拉伸、压缩等使用天然的多酚类五倍子酸(gallicacid,GA)和十二烷基(dodecylgallate,DG)代替维生素E作为抗氧化剂制得GA/UHMWPE和DG/UHMWPE,材料的抗氧化性优于维生素E/UHMWPE,并且多酚类的加入对UHMWPE的分子交联几乎没有影响,所制得的材料的耐磨性也更高。对于UHMWPE材料细胞相容性的研究,较早就有实验发现成纤维细胞、成骨细胞
难以在UHMWPE表面生长。生物材料的亲水性和表面粗糙度对细胞黏附十分重要,通过改变材料的表面形貌可以改变材料的组织相容性。光子、离子以及电子束都可以对材料表面性能进行修饰,所使用的激光波长、脉冲频率以及扫描速度等参数不同会产生不同的修饰效果。使用1064nm、532nm、355nm3个不同波长的激光对材料进行修饰,发现在532nm和355nm波长的激光辐照最有利于增加材料的亲水性和表面粗糙度,也就最有利于细胞的生长黏附,但还未经细胞实验证实通过体外细胞培养和力学测试的方法发现尼龙涂层的UHMWPE纤维的抗蠕变能力、抗张强度高于单纯UHMWPE纤维,而且涂层可增加UHMWPE的细胞相容性,并且骨质溶解过程中高表达的IL-6和TNFα水平降低了。除了增加材料的细胞亲和性,也有研究者尝试载药的方式来防止溶骨发生。以阿仑磷酸钠为代表的二磷酸盐是临床常用的预防骨质吸收的药物,有学者将UHMWPE粉末与不同浓度的阿仑磷酸钠溶液混合后通过风干和热压的方式制备UHMWPE-阿仑材料,分别将单纯UHMWPE磨损颗粒和不同大小、不同阿仑磷酸钠浓度的UHMWPE-阿仑磨损颗粒与成骨细胞共同培养,不添加任何磨损颗粒的培养组作为对照组,培养72h后两个实验组的细胞数量和碱性磷酸酶活性均低于对照组,但UHMWPE-阿仑组的碱性磷酸酶活性高于单纯UHMWPE组且随着UHMWPE-阿仑磨损颗粒的增大ALP活性有增加趋势。结语UHMWPE是关节假体中衬垫材料的最佳选择之一,但材料本身产生的磨损颗
粒造成的骨质溶解和无菌性松动是造成手术失败的主要原因,如何进一步改善其耐磨性能仍然存在困难,且是目前研究热点。体外实验已经证明填料充填进行形成复合材料、涂层、等离子处理等都能有效改善它的耐磨性,目前可通过建立更接近人体关节运动的关节模拟系统以及大型动物实验模型观察体内效果来获取一个有效的改进方法,另外还需要从成本、生产可行性方面积极探索能应用于实际生产的改性方法。缝线应用中,对于力学情况较为简单,对耐磨性、耐疲劳性及拉力强度要求高的应用如接骨术、UHMWPE缝线的效果是值得肯定的,但对于半月板缝合、肩袖修补等力学情况较复杂的情况,如半月板受到的压缩力、剪切力、圆周向的张应力,肩袖缝合中对于缝线伸长率、刚度要求较高的情况下,UHMWPE的缝合效果还有待于更接近自然关节运动的关节模拟系统或是人体大标本试验进行验证,同时也希望有相关临床试验结果的出现。UHMWPE在人工韧带中的应用在20世纪90年代就受到冷落,但其生产工艺上的改进以及各种致力于改善其细胞相容性促进成骨的改性方法的出现,其今后在运动医学中的应用也值得期待。
【相关文献】
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